尖峰神经元电路系统及尖峰神经元电路技术方案

技术编号：41404868 阅读：4 留言：0更新日期：2024-05-20 19:30

尖峰神经元电路系统(100)包括：充电电路(10)，当施加输入电压时，开始通过场效应晶体管(11)的输出电流(I)对电容器(12)进行充电；脉冲生成电路(20)，当电容器(12)的充电电压达到第一预定值时，生成并输出脉冲信号；以及控制电路(50)，通过控制场效应晶体管(11)的块体电压或栅极电压中的任一方或双方，来控制场效应晶体管(11)的输出电流(I)。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及一种尖峰神经元电路系统，特别涉及一种具有从施加输入电压开始到输出脉冲信号为止的等待时间的尖峰神经元电路系统。本公开还涉及可用于这种尖峰神经元电路系统的尖峰神经元电路。

技术介绍

1、已经提出了一种更忠实地模仿生物的神经细胞的点火信号的尖峰神经元电路。在尖峰神经元电路中，输出信号的波形是尖峰状脉冲。国际公开2020/175290号公报记载了一种具有从施加输入电压开始到输出尖峰状脉冲信号为止的预定等待时间的尖峰神经元电路。

2、在国际公开2020/175290号公报的尖峰神经元电路中，通过输入电压对电容器进行充电，当该电容器的充电电压达到预定值时，输出脉冲信号。另外，在国际公开2020/175290号公报中，记载了通过利用尖峰神经元电路输出的脉冲信号来控制电源电路的时序，从而以极低功耗控制电源电路。

技术实现思路

1、专利技术要解决的技术问题

2、当将尖峰神经元电路安装到集成电路上时，电路内的各元件的特性受到制造工艺、元件配置以及动作温度等的影响，与设计值不同。因此，从向尖峰神经元电路施加输入电压开始到输出脉冲信号为止的等待时间的设计值和实际值也可能不同。

3、该设计值和实际值不同可能会导致技术问题的产生。例如，如国际公开2020/175290号公报，在利用尖峰神经元电路输出的脉冲信号来控制电源电路的时序时，如果等待时间的设计值与实际值明显不同，则有可能给电源电路的控制带来障碍。

4、不仅如此，还可能产生其他各种问题。例如，当根

5、本公开是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够高精度地控制从施加输入电压开始到输出脉冲信号为止的等待时间的尖峰神经元电路系统。

6、解决问题的技术手段

7、为了解决上述问题，本公开的尖峰神经元电路系统，包括：充电电路，当施加输入电压时，开始通过场效应晶体管的输出电流对电容元件进行充电；脉冲生成电路，当所述电容元件的充电电压达到第一预定值时，生成并输出脉冲信号；以及控制电路，通过控制所述场效应晶体管的块体电压或栅极电压中的任一方或双方，来控制所述场效应晶体管的输出电流。

8、所述控制电路可以包括控制电压生成电路，所述控制电压生成电路生成用于控制所述场效应晶体管的块体电压或栅极电压中的任一方或双方的控制电压。

9、所述控制电路还可以包括选择信号生成电路，所述选择信号生成电路生成用于使所述控制电压生成电路生成所述控制电压的选择信号。所述选择信号生成电路可以具有存储用于生成所述选择信号的信息的存储电路。

10、所述控制电路可离散地控制所述场效应晶体管的所述块体电压或所述栅极电压中的任一方或双方。

11、所述控制电压生成电路包括在第一电源线和第二电源线之间正向串联连接的多个二极管，并且可以生成在所述二极管之间的每个节点处产生的电压中的任一个作为所述控制电压。

12、所述控制电压生成电路可以包括电容器，并且可以生成所述电容器的充电电压作为所述控制电压。

13、尖峰神经元电路系统还可以包括参考信号电路，所述参考信号电路在施加所述输入电压起经过预定时间时输出参考信号，并且所述控制电路可以基于输出所述参考信号的时序与输出所述脉冲信号的时序之间的时间差，来补偿从施加所述输入电压开始到输出所述脉冲信号为止的等待时间。

14、所述预定时间相对于温度变化的变化可以小于所述等待时间相对于温度变化的变化。

15、所述充电电路可以安装在半导体基板上。所述尖峰神经元电路系统包括由外部附接在所述半导体基板上的离散元件构成的电阻器和电容器，还可以包括以预定时间常数对该电容器进行充电的时间常数电路，当所述电容器的充电电压达到第二预定值时，所述参考信号电路可以输出所述参考信号。

16、尖峰神经元电路系统还可以包括开关，所述开关用于控制对所述电阻器和所述电容器的供电，并且所述开关可以仅在补偿所述等待时间时才允许对所述电阻器和所述电容器供电。

17、所述控制电路可以阶段性地切换供给至场效应晶体管的块体端子或栅极端子中的任一方或双方的电压，直到输出所述参考信号的时序与输出所述脉冲信号的时序之间的时间差在第三预定值以下。

18、所述控制电路还可以包括：控制电压生成电路，生成用于控制所述场效应晶体管的块体电压或栅极电压中的任一方或双方的控制电压；以及选择信号生成电路，生成用于使所述控制电压生成电路生成所述控制电压的选择信号，当输出所述参考信号的时序与输出所述脉冲信号的时序之间的时间差在所述第三预定值以下时，可以结束所述等待时间的补偿。所述选择信号生成电路可以具有存储用于生成所述选择信号的信息的存储电路，并且可以将用于在所述等待时间的补偿结束时生成所述选择信号的信息存储在所述存储电路。

19、所述充电电路的所述电容元件可以包括晶体管的寄生电容。

20、所述控制电路可通过控制所述块体电压，来控制所述场效应晶体管的所述输出电流。

21、所述场效应晶体管可以是n沟道型，若将所述尖峰神经元电路系统的电源电压设为vdd，则所述控制电路可以在-vdd～0.4vdd的范围内控制所述块体电压。

22、所述场效应晶体管可以是p沟道型，若将所述尖峰神经元电路系统的电源电压设为vdd，则所述控制电路可以在0.6vdd～2vdd的范围内控制所述块体电压。

23、所述控制电路可通过控制所述栅极电压，来控制所述场效应晶体管的所述输出电流。

24、若将所述尖峰神经元电路系统的电源电压设为vdd，则所述控制电路可以在0～vdd的范围内控制所述栅极电压。

25、所述脉冲生成电路可以具有正反馈环路和负反馈环路。

26、所述正反馈环路可以使所述脉冲信号的上升陡峭，所述负反馈环路可以使所述脉冲信号的下降陡峭。

27、所述脉冲生成电路可以包括多个级联连接的逆变器。所述多个逆变器可以分别包括处于互补导通状态的p沟道型场效应晶体管和n沟道型场效应型晶体管，所述p沟道型场效应晶体管和所述n沟道型场效应型晶体管的沟道宽度之比在相邻的逆变器之间可以彼此不同。

28、尖峰神经元电路系统还可以包括：时序控制电路，输出待机信号；以及多个输出控制电路，与至少一个所述脉冲生成电路对应设置，并且输出输出信号，所述输出信号的状态在与从对应的脉冲生成电路输出的脉冲信号相对应的时序转变，并且当输入所述待机信号时，在由所述待机信号指示的等待期间保持所述输出信号的状态。

29、尖峰神经元电路系统可以包括与所述电容元件连接开关元件。通过反复进行所述充电电路向所述电容元件充电和所述开关元件向所述电容元件放电，可以从所述脉冲生成电路输出脉冲信号序列。所述控制电路可以控制从所述脉冲生成电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种尖峰神经元电路系统，包括：

2.根据权利要求1所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

4.根据权利要求2或3所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

5.根据权利要求2～4中任一项所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

6.根据权利要求2～4中任一项所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

7.根据权利要求1～6中任一项所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

9.根据权利要求7或8所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

11.根据权利要求10所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

12.根据权利要求11所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

13.根据权利要求1～12中任一项所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

14.根据权利要求1～13中任一项所

15.根据权利要求14所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

16.根据权利要求14所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

17.根据权利要求1～16中任一项所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

18.根据权利要求17所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

19.根据权利要求1～18中任一项所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

20.根据权利要求19所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

21.根据权利要求1～20中任一项所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

22.根据权利要求1～21中任一项所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，包括：

23.根据权利要求1～10中任一项所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

24.根据权利要求23所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

25.根据权利要求24所述的尖峰神经元电路系统，其特征在于，

26.一种尖峰神经元电路，包括：

27.根据权利要求26所述的尖峰神经元电路，其特征在于，

28.根据权利要求27所述的尖峰神经元电路，其特征在于，

29.根据权利要求26～28中任一项所述的尖峰神经元电路，其特征在于，

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】